JP5504897B2 - 潤滑装置 - Google Patents

Description

この発明は、オイルポンプから吐出されたオイルを潤滑対象部位に供給することのできる潤滑装置に関するものである。

オイルポンプから吐出されたをオイルを潤滑対象部位に供給することのできる潤滑装置の一例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された潤滑装置は、四輪駆動用手動変速機の潤滑に用いられるものである。この手動変速機は、エンジンからリヤデファレンシャル装置に至る動力伝達経路に設けられるものであり、手動変速機はケーシングの内部に配置されている。このケーシングの底部にはオイル溜まりが形成されている。前記手動変速機は、エンジンの動力が伝達され、かつ相互に平行に配置されたドライブ軸およびフロントドライブ軸を有している。また、ドライブ軸とフロントドライブ軸とが変速ギヤ列により動力伝達可能に接続されている。この変速ギヤ列の一部がオイル溜まりに浸漬されている。また、フロントドライブ軸には中空のドリブン軸が相対回転可能に取り付けられており、このドリブン軸にはポンプドライブギヤが形成されている。

一方、ケーシングの内部にはオイルポンプが設けられており、オイルポンプの駆動軸には、クラッチ部材を介在させてクラッチドラムが接続されている。このクラッチドラムにはポンプギヤが形成されており、ポンプギヤとポンプドライブギヤとが噛合されている。また、クラッチ部材を断続するオイルポンプコントロールユニットが設けられており、そのオイルポンプコントロールユニットには、油温データおよび車速データが入力されるように構成されている。

この特許文献１に記載された手動変速機においては、エンジンが始動されてその動力が手動変速機に伝達されると、変速ギヤ列のギヤの回転によりオイル溜まりのオイルが跳ね上げられ、各潤滑必要部がオイル飛沫により潤滑されるとされている。また、車速が零（停車）または低速状態にあるとき、あるいは油温が低いときは、クラッチ部材に対する通電が遮断されて、クラッチ部材が解放される。その結果、オイルポンプが停止し、エンジン始動時、アイドル時、低車速走行時、およびオイルの粘性が比較的高い低温時におけるオイルポンプの駆動ロスが解消される。

これに対して、車速が設定車速以上となり、或いは油温が設定油温以上になると、クラッチ部材に対して通電がおこなわれ、クラッチ部材が係合される。すると、エンジンの動力がドライブ軸およびドリブン軸を経由してオイルポンプに伝達されて、オイルポンプが駆動される。その結果、オイル溜まりのオイルがオイルポンプに吸引され、かつ、オイルポンプから吐出されたオイルが各潤滑必要部に供給される。

なお、エンジンにより駆動されるオイルポンプを有し、かつ、エンジンとオイルポンプとの間の動力伝達経路を接続または遮断するクラッチを備えた車両が特許文献２に記載されている。また、エンジンが停止状態にあるときに油圧回路に油圧が発生せず、エンジンが駆動されていると油圧回路に油圧が発生する車両の一例が特許文献３に記載されている。さらに、駆動装置を構成する部品を潤滑する油圧を発生するオイルポンプが設けられており、そのオイルポンプをエンジンにより駆動することのできる車両の一例が、特許文献４、５に記載されている。なお、車両用自動変速機の油圧式摩擦係合装置を制御する油圧制御回路と、油圧制御回路の油圧源である電動オイルポンプとを有する車両の駆動装置の一例が、特許文献６に記載されている。

特開２０００−３３７４８５号公報 特開２００９−１９０４７４号公報 特開平８−１３５７６２号公報 特開２００９−０２３４２７号公報 特開平８−１９７９６２号公報 特開２００７−２５３９０３号公報

上記の特許文献１に記載されている潤滑装置においては、車両の低速走行時にはクラッチ部材が解放されてオイルポンプが停止されるとともに、変速ギヤの回転により跳ね上げられたオイルにより、各潤滑必要部が潤滑されるように構成されている。しかしながら、車両の低速走行時には、オイルを跳ね上げる変速ギヤの回転数が低いために、各潤滑必要部にオイルを十分に供給できない場合があった。また、変速ギヤの回転数が相対的に高くなり、その変速ギヤの回転により相対的に多量のオイルを跳ね上げることのできる車両の高速走行時において、クラッチ部材を係合させて、エンジンの動力でオイルポンプを駆動するように構成されているため、各潤滑必要部に過剰にオイルが供給されてしまい、エンジンの動力損失が増加する問題があった。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、車両が高速走行しているときに潤滑対象部位をオイルにより潤滑するにあたり、動力源の動力損失が増加することを抑制することのできる潤滑装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために請求項１の発明は、車両の動力源から駆動輪に動力を伝達する際に、オイルによる潤滑または冷却が必要となる潤滑対象部位と、この潤滑対象部位を潤滑または冷却するオイルが溜められたオイル溜まりと、このオイル溜まりに浸漬され、かつ、前記動力源の動力により回転して前記オイル溜まりのオイルを掻き上げて潤滑対象部位に供給する回転部材と、前記動力源の動力により駆動され、かつ、前記オイル溜まりのオイルを吸入し前記潤滑対象部位に吐出するオイルポンプと、前記動力源と前記オイルポンプとの間の動力伝達経路を接続および遮断するクラッチとを備えた潤滑装置において、前記車両は、前記動力源のトルクが伝達される入力要素と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続された出力要素と、前記入力要素に入力されるトルクの反力を受け持つ反力要素と、この反力要素に接続された電動モータと、この電動モータの回転数を制御することにより前記入力要素と前記出力要素との間の変速比を無段階に変更可能な無段変速機と、前記動力源を支持する車体に前記車両の前後方向に沿って設けられたサイドメンバとを備え、かつ、前記電動モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸と前記クラッチとは同一の回転軸線上に配置されているとともに、この回転軸線が前記車両の左右方向に沿って配置されており、前記オイルポンプと前記クラッチとは前記回転軸線に沿った方向で異なる位置に配置されており、前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記オイルポンプの外周端および前記クラッチの外周端よりも前記電動モータの外周端の方が外側に配置されており、前記回転軸線に沿った方向で、前記電動モータの配置範囲の外側に前記オイルポンプまたは前記クラッチの少なくとも一部が配置されており、前記電動モータおよび前記オイルポンプおよび前記クラッチが収納されたケーシングに、前記電動モータが配置された第１収納部と、この第１収納部に連続して形成されるとともに前記オイルポンプまたは前記クラッチの少なくとも一方が配置された第２収納部とが、前記回転軸線に沿った方向で異なる位置に設けられており、前記回転軸線を中心とする第１収納部の外接円よりも、前記回転軸線を中心とする第２収納部の外接円の方が小さくなるように構成されており、前記車両の高さ方向で前記第２収納部の上端が前記サイドメンバの下端よりも下に配置されており、前記車両が相対的に低速で走行し、かつ、前記回転部材の回転により前記オイル溜まりから掻き上げられるオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑している際に、前記回転部材の回転数が前記潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を掻き上げる所定回転数未満である場合に、前記クラッチを係合させることにより、前記動力源の動力によりオイルポンプを駆動させ、そのオイルポンプから吐出されたオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑する第１の潤滑手段と、前記車両が相対的に高速で走行し、かつ、前記回転部材の回転により前記オイル溜まりから掻き上げられるオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑する際に、前記回転部材の回転数が前記所定回転数以上である場合に、前記クラッチを解放して前記オイルポンプを停止させる第２の潤滑手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記クラッチに外力を与えてその係合および解放を制御するアクチュエータが設けられており、前記クラッチは、前記アクチュエータから与えられる外力が相対的に高められると解放される一方、前記アクチュエータから与えられる外力が相対的に低下すると係合されるように構成されていることを特徴とする潤滑装置である。

請求項１の発明によれば、車両が相対的に低速で走行しているときは、潤滑対象部位における必要オイル量を、回転部材の回転により掻き上げられるオイル量で確保しにくいため、クラッチを係合させて動力源の動力によりオイルポンプを駆動することにより、オイルポンプから吐出されたオイルを潤滑対象部位に供給することができる。これに対して、車両が相対的に高速で走行している場合は、回転部材の回転により掻き上げられるオイル量により、潤滑対象部位における必要オイル量を確保し易いため、クラッチを解放してオイルポンプを停止させる。したがって、車両が相対的に高速で走行している場合において、動力源の動力損失の増加を抑制できる。また、電動モータの回転数を制御することにより、無段変速機の入力要素と出力要素との間の変速比を無段階に変更することができる。また、回転軸線を中心とする第２収納部の外接円の方が第１収納部の外接円よりも小さいとともに、車両の高さ方向で第２収納部の上端がサイドメンバの下端よりも下に配置されているため、第２収納部とサイドメンバとの接触を回避でき、車両における潤滑装置の搭載性が向上する。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、アクチュエータから与えられる外力が相対的に高められるとクラッチが解放される一方、アクチュエータから与えられる外力が相対的に低下するとクラッチが係合される。したがって、アクチュエータから与えられる外力が相対的に低下するフェールが生じた場合でも、動力源の動力でオイルポンプを駆動することができる。

この発明における潤滑装置の制御例を示すフローチャートである。 この発明の潤滑装置を備えた車両の全体構成を示す模式図である。 図２に示された車両のトランスアクスルの縦断面図である。 この発明における潤滑装置の制御に用いるマップである。 この発明の潤滑装置の他の例を示す模式図である。

この発明を適用した車両の構成例を図２に基づいて説明する。この図２に示された車両１は、走行用の動力源として、エンジン２および電動モータＭＧ２を有するハイブリッド車である。このエンジン２は燃料を燃焼させた時に発生する熱エネルギを運動エネルギに変換して出力する動力装置である。このエンジン２としては内燃機関、具体的にはガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジンなどを用いることができる。このエンジン２は車体の一部によって支持され、かつ、エンジンルーム内に配置されている。そのエンジン２の出力軸であるクランクシャフトは、車両１の左右方向に沿って配置された回転軸線Ａ１を中心として回転可能に構成されている。このエンジン２のクランクシャフトから駆動輪４に至る経路に動力分配装置５が設けられている。この動力分配装置５は、中空のケーシング６内に収納されており、そのケーシング６は、前記エンジン２の外壁に取り付けられている。一方、車体は、車両１の前後方向に沿って延ばされたサイドメンバ７を備えている。このサイドメンバ７により車体が補強されている。さらに、サイドメンバ７は車両１の左右に設けられており、そのサイドメンバ７同士の間の下方に前記ケーシング６が配置されている。

前記動力分配装置５として、この実施例ではシングルピニオン型の遊星歯車機構が用いられている。すなわち、遊星歯車機構は歯車同士の噛み合い力により動力伝達をおこなう機構であり、同軸上に配置されたサンギヤ８およびリングギヤ９と、サンギヤ８およびリングギヤ９に噛合されたピニオンギヤ１０と、このピニオンギヤ１０を自転かつ公転可能に支持するキャリヤ１１とを有している。このサンギヤ８およびリングギヤ９ならびにキャリヤ１１は、相互に差動回転可能に構成されているとともに、回転軸線Ａ１を中心として動力分配装置５が配置されている。この動力分配装置５の入力要素であるキャリヤ１１が、インプットシャフト１２に動力伝達可能に接続されている。このインプットシャフト１２はクランクシャフトと同軸上に配置されており、インプットシャフト１２とクランクシャフトとが動力伝達可能に接続されている。

さらに、回転軸線Ａ１と同軸上に電動モータＭＧ１が設けられている。また、回転軸線Ａ１に沿った方向で、エンジン２と電動モータＭＧ１との間に動力分配装置５が配置されている。この電動モータＭＧ１は、電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と、運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを兼備したモータ・ジェネレータである。この電動モータＭＧ１はケーシング６の内部に設けられている。電動モータＭＧ１は、ケーシング６に固定されたステータ１３と、そのステータ１３の内側に配置されたロータ１４とを有している。ステータ１３およびロータ１４は、いずれも回転軸線Ａ１を中心として同軸上に配置されている。また、ステータ１３の内側とは、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向で内側を意味する。そして、電動モータＭＧ１のロータ１４には中空の出力軸１４Ａが連結されており、その出力軸１４Ａが、動力分配装置５の反力要素であるサンギヤ１０と動力伝達可能に連結されている。この出力軸１４Ａ内にインプットシャフト１２が配置されている。前記動力伝達装置５のリングギヤ９は出力要素として機能するものであり、エンジントルクの反力を電動モータＭＧ１により受け持つとともに、その電動モータＭＧ１の回転数を制御することにより、キャリヤ１１の回転数とリングギヤ９の回転数との比、つまり変速比を無段階（連続的）に変更することができる。つまり、動力伝達装置５は無段変速機としての機能を有する。

さらにまた、動力分配装置５の出力要素であるリングギヤ９には、カウンタドライブギヤ１５が動力伝達可能に接続されている。このカウンタドライブギヤ１５は、回転軸線Ａ１に沿った方向で、エンジン２と動力分配装置５との間に配置されている。前記インプットシャフト１２と平行にカウンタシャフト１６が設けられており、そのカウンタシャフト１６には、カウンタドリブンギヤ１７およびドライブピニオンギヤ１８が形成されている。このカウンタドリブンギヤ１７が前記カウンタドライブギヤ１５と噛合されている。さらに、ドライブピニオンギヤ１８には、デファレンシャル１９のリングギヤ２０が噛合されており、そのデファレンシャル１９にはドライブシャフト２１が動力伝達可能に接続されており、このドライブシャフト２１に前記駆動輪４が連結されている。前記ドライブピニオンギヤ１８の歯数はリングギヤ２０の歯数よりも少なく構成されており、ドライブピニオンギヤ１８のトルクがリングギヤ２０に伝達されて両ギヤが回転するとき、ドライブピニオンギヤ１８の回転数よりもリングギヤ２０の回転数の方が低くなる。つまり、ドライブピニオンギヤ１８およびリングギヤ２０により終減速機（ファイナルギヤ）が構成されている。このように、無段変速機および終減速機がケーシング６の内部に収納されてトランスアクスルが形成している。また、デファレンシャル１９は前記ケーシング６の内部に収納されており、回転軸線Ａ１に沿った方向において、デファレンシャル１９の配置位置と、動力伝達装置５の配置位置とが一部で重なっている。なお、デファレンシャル１９のリングギヤ２０の回転軸線Ｂ１は、動力伝達装置５の回転軸線よりも低い位置にある。

一方、前記電動モータＭＧ２はケーシング６の内部に配置されており、その電動モータＭＧ２は電動モータＭＧ１と同様にモータ・ジェネレータにより構成されている。さらに、回転軸線Ａ１に沿った方向で、２つの電動モータＭＧ１，ＭＧ２が同じ位置に配置されている。この電動モータＭＧ２はステータ２３およびロータ２４を有しており、そのロータ２４の出力軸２５にはギヤ２６が形成されており、そのギヤ２６が前記カウンタドリブンギヤ１７に噛合されている。さらに、電動モータＭＧ１、ＭＧ２との間で電力の授受をおこなうことのできる蓄電装置３３が設けられている。この蓄電装置３３はバッテリまたはキャパシタのいずれでもよい。さらに、蓄電装置３３を経由することなく、電動モータＭＧ１と電動モータＭＧ２との間で直接電力の授受をおこなうことができるように、電気回路が構成されていてもよい。

つぎに、ケーシング６の内部に設けられている潤滑機構について説明する。この潤滑機構は、潤滑対象部位、例えば、ケーシング６の内部に配置されているギヤ同士の噛み合い部分、回転要素を支持している軸受、電動モータＭＧ１，ＭＧ２などにオイルを供給する機構である。その潤滑対象部位にオイルが供給されると、オイルにより潤滑または冷却される。この実施例においては潤滑機構として、掻き上げ式の潤滑機構と、オイルポンプ式の潤滑機構とが設けられている。

まず、掻き上げ式の潤滑機構を図３に基づいて説明する。この図３はトランスアクスルの構成を示す縦断面図である。掻き上げ式の潤滑機構は、デファレンシャル１９のリングギヤ２０を有している。そして、図３に示すようにケーシング６内（底部）にはオイルが溜められたオイル溜まり２７が形成されている。そして、リングギヤ２０の外周側の一部がオイル溜まり２７に浸漬されている。このため、リングギヤ２１が回転すると、遠心力によってオイルが上方に飛ばされて、その飛ばされたオイルが潤滑対象部位に直接または間接に供給される。なお、図３に示すように、車両１の前後方向で、動力分配装置５よりも後方にリングギヤ２０が配置されている。また、リングギヤ２０の回転軸線は、動力分配装置５の回転軸線、電動モータＭＧ１，ＭＧ２の回転軸線よりも下方に配置されている。

つぎに、オイルポンプ式の潤滑機構について説明する。前記ケーシング６の内部にはオイルポンプ２８が設けられている。このオイルポンプ２８は回転軸２８Ａを有しており、その回転軸２８Ａが回転することによりオイルを吸入し、かつ、吸入したオイルを吐出するように構成されている。また、オイルポンプ２８としては、歯車ポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプなどのうちいずれを用いてもよい。このオイルポンプ２８の回転軸２８Ａはインプットシャフト１２と同軸上に配置されており、回転軸２８Ａとインプットシャフト１２とがクラッチＣ１を介在させて動力伝達可能に接続されている。

このクラッチＣ１は、インプットシャフト１２と回転軸２８Ａとを動力伝達可能に接続したり、インプットシャフト１２と回転軸２８Ａとの間における動力伝達を遮断したりする装置である。このクラッチＣ１としては、例えば摩擦式のクラッチを用いることができる。この摩擦式のクラッチは、インプットシャフト１２に設けられた円板形状のプレートと、インプットシャフト１２の回転軸線に沿った方向に移動可能に構成され、かつ、回転軸２８Ａと動力伝達可能に接続されたクラッチディスクと、そのクラッチディスクを回転軸線に沿った方向に押圧してプレートとクラッチディスクとを接触させる力を発生するバネと、前記クラッチディスクをバネの力とは逆向きに移動させる力を生じさせるアクチュエータ３２とを備えている。

このアクチュエータ３２としては、油圧式アクチュエータまたは電磁式アクチュエータを用いることができる。アクチュエータ３２として油圧式アクチュエータを用いるときは、クラッチディスクに与える力を生じる油圧室と、この油圧室の油圧により動作して、クラッチディスクとプレートとを離す力を生じさせる可動部材とを備えたものを用いることができる。そして、油圧室の油圧が相対的に低いときにクラッチＣ１が係合される一方、油圧室の油圧を相対的に高くすると、クラッチＣ１が解放されるように構成すればよい。

これに対して、電磁式アクチュエータとしては、電圧が印加されて磁気吸引力を形成する電磁コイルと、その電磁コイルにより形成された磁気吸引力により動作して、クラッチディスクとプレートとを離す力を生じる可動部材とを備えたものを用いることができる。そして、電磁コイルに電圧が印加されていないクラッチＣ１が係合される一方、電磁コイルに電圧を印加すると、クラッチＣ１が解放されるように構成すればよい。

つぎに、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向における、電動モータＭＧ１およびクラッチＣ１およびオイルポンプ２８の大きさおよび形状を説明する。まず、回転軸線Ａ１を中心とする半径方向において、クラッチＣ１の最も外周側の端部、およびオイルポンプ２８の最も外周側の端部が、共に電動モータＭＧ１のステータ１３の外周端よりも内側に配置されるように、電動モータＭＧ１およびクラッチＣ１およびオイルポンプ２８の大きさおよび形状が構成されている。つまり、回転軸線Ａ１と垂直な平面内において、クラッチＣ１の外接円の直径は、電動モータＭＧ１のステータ２４の外接円の直径よりも小さく構成されている。より具体的には、回転軸線Ａ１と垂直な平面内において、クラッチＣ１の外接円の直径は、電動モータＭＧ１のロータ１４の内接円の直径よりも小さく構成されている。また、回転軸線Ａ１と垂直な平面内において、オイルポンプ２８の外接円の直径は、電動モータＭＧ１のステータ１３の外接円の直径よりも小さく構成されている。より具体的には、回転軸線Ａ１と垂直な平面内において、オイルポンプ２８の外接円の直径は、電動モータＭＧ１のロータ１４の内接円の直径よりも小さく構成されている。

つぎに、回転軸線Ａ１に沿った方向における、電動モータＭＧ１およびクラッチＣ１およびオイルポンプ２８の配置位置を説明する。前記回転軸線Ａ１に沿った方向において、オイルポンプ２８と動力伝達装置５との間にクラッチＣ１が配置されている。より具体的には、回転軸線Ａ１に沿った方向で、電動モータＭＧ１の配置範囲内にクラッチＣ１が配置されている。また、回転軸線Ａ１に沿った方向において、電動モータＭＧ１の配置範囲外にオイルポンプ２８が配置されている。具体的には、回転軸線Ａ１に沿った方向において、オイルポンプ２８と動力分配装置５との間にクラッチＣ１が配置されている。

さらに、前記ケーシング６の形状および構造を説明する。このケーシング６のうち、回転軸線Ａ１に沿った方向で電動モータＭＧ１が収納されている範囲がモータ収納部６０である。前記回転軸線Ａ１に沿った方向において、モータ収納部６０の配置範囲とサイドメンバ７の配置範囲とは重なっていない。また、モータ収納部６０のうち、車両１の高さ方向における上端６Ａは、図３に示すようにサイドメンバ７の下端７Ａよりも上に配置されている。前記回転軸線Ａ１と垂直な平面内において、モータ収納部６０の断面形状は円形ではない。また、ケーシング６の下端６Ｂは、サイドメンバ７の下端７Ａよりも下に配置されている。さらに、モータ収納部６０に連続して、前記回転軸線Ａ１に対して垂直な平面に沿った方向に延ばされた部位、例えばリヤカバー２９が形成されており、そのリヤカバー２９には、前記回転軸線Ａ１に沿った方向に突出された突出部３０が連続して形成されている。この突出部３０は円筒形状を有しており、その突出部３０内に、回転軸線Ａ１に沿った方向でオイルポンプ２８の一部が配置されている。車両１の高さ方向で突出部３０の上端３０Ａは、サイドメンバ７の下端７Ａよりも下に配置されており、突出部３０はサイドメンバ７には接触していない。

上記車両１の制御系統を説明すると、車両には電子制御装置３１が設けられており、その電子制御装置３１には、車速、ケーシング６内のオイルの油温、アクセル開度、エンジン回転数などを検知するセンサやスイッチの信号が入力される。この電子制御装置３１には、エンジン出力を制御するデータ、電動モータＭＧ１，ＭＧ２の出力を制御するデータ、クラッチＣ１の係合および解放を制御するデータが記憶されている。そして、電子制御装置３１に入力される信号、および電子制御装置３１に記憶されているデータに基づいて、エンジン出力、電動モータＭＧ１，ＭＧ２の出力、クラッチＣ１の係合および解放が制御される。

つぎに、車両１の制御について説明する。まず、車両１が停止しているときに、停止しているエンジン２を始動するときは、電動モータＭＧ１を電動機として駆動させ、そのトルクをエンジン２に伝達してクランキングさせ、燃料の噴射および点火をおこないエンジン２を自律回転させる。また、エンジン２の自律回転後においては、車速およびアクセル開度に基づいて、車両１における要求駆動力が求められ、その要求駆動力に基づいて、エンジン２で負担する目標出力、および電動モータＭＧ２で負担する目標出力が求められる。前記目標出力に基づいてエンジン２の回転数およびトルクを制御するにあたり、エンジン２の燃費が最適となるように、目標エンジン回転数および目標エンジントルクが求められる。そして、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に近づけるように、動力分配装置５の変速比が制御される。この動力分配装置５の変速比は、具体的には電動モータＭＧ１の回転数を制御することで変更される。また、エンジン２の電子スロットルバルブの開度を制御することで、実エンジントルクを目標エンジントルクに近づける制御がおこなわれる。エンジン２が運転されて動力分配装置５の入力要素であるキャリヤ１１にトルクが伝達されると、電動モータＭＧ１により反力が受け持たれ、動力分配装置５のリングギヤ９から出力されたトルクが、カウンタドライブギヤ１５、カウンタシャフト１６、デファレンシャル１９、ドライブシャフト２１を経由して駆動輪４に伝達されて駆動力が発生する。

一方、前記電動モータＭＧ２を運転するときは、電動モータＭＧ２の目標出力に基づいて電動モータＭＧ２の回転数およびトルクが制御される。電動モータＭＧ２のトルクはカウンタドリブンギヤ１６を経由して駆動輪４に伝達される。このように、図２に示された車両１は、駆動輪４に伝達する動力を発生する動力源としてエンジン２および電動モータＭＧ２を有するハイブリッド車であり、エンジン２または電動モータＭＧ２のうち、少なくとも一方から出力されたトルクを駆動輪４に伝達する制御を実行できる。

つぎに、車両１の走行中にケーシング６の内部に存在している潤滑対象部位を潤滑する作用および制御について説明する。動力源、特にエンジン２から駆動輪４にトルクを伝達する際には、ギヤ同士の噛み合い部分、回転軸やギヤを支持している軸受などの機構には、発熱、摩耗、焼き付きなどが生じる可能性がある。そこで、ギヤ同士の噛み合い部分、あるいは回転軸やギヤを支持している軸受などの潤滑対象部位をオイルにより冷却および潤滑する。また、電動モータＭＧ１，ＭＧ２も発熱するため、オイルにより冷却することもある。

まず、オイルを回転要素により掻き上げる「掻き上げ潤滑」について説明する。この実施例では、図３に示すようにリングリヤ２０の一部がオイル溜まり２７に浸漬されているため、リングギヤ２０が反時計方向に回転すると、オイル溜まり２７のオイルがリングギヤ２０により掻き上げられ、かつ、遠心力により飛ばされる。このようにして飛ばされたオイルは、潤滑対象部位に直接供給されるか、または間接的に供給され、潤滑対象部位がオイルにより潤滑または冷却される。ここで、オイルを潤滑対象部位に直接供給するとは、空中に飛ばされたオイルが潤滑対象部位に付着することである。例えば、動力分配装置５とリングギヤ２０とは回転軸線Ａ１に沿った方向で同じ位置に配置されているため、リングギヤ２０により飛ばされたオイルは直接動力分配装置５に付着する。これに対して、オイルを潤滑対象部位に間接的に供給するとは、空中に飛ばされたオイルが一旦ケーシング６の内面に付着したり、あるいは、ケーシング６の内部に設けられたキャッチタンク（図示せず）に保持された後に、ケーシング６の壁面または油路などを経由して潤滑対象部位に供給されることである。なお、オイルがキャッチタンクや油路を経由して供給される潤滑対象部位は、回転軸線Ａ１に沿った方向でリングギヤ２０とは異なる位置に配置されている。さらに、潤滑対象部位を潤滑または冷却したオイルは自重によりオイル溜まり２７に戻る。

つぎに、オイルポンプ２８を用いた潤滑について説明する。前記クラッチＣ１が係合されると、エンジントルクによりオイルポンプ２８が駆動される。すると、オイル溜まり２７のオイルがオイルポンプ２８に吸入され、かつ、オイルポンプ２８から吐出されたオイルが潤滑対象部に供給される。これに対して、クラッチＣ１が解放された場合はエンジントルクはオイルポンプ２８に伝達されず、オイルポンプ２８は停止する。そして、この実施例においては、潤滑対象部位をオイルにより潤滑または冷却するにあたり、油温または車速などの条件に基づいて、オイルポンプ２８を駆動するか停止するか、つまり、クラッチＣ１を係合するか解放するかの制御をおこなうことができる。以下、クラッチＣ１を係合および解放する制御例を説明する。

（第１制御例）
この第１制御例は油温に基づいてクラッチＣ１の係合および解放を制御するものであり、この第１制御例では図４のマップを用いる。この図４には、油温とオイルポンプ２８の駆動による動力損失（オイルポンプ損失）との関係が示されている。図４のマップに示すように、油温が低下することにともないオイルポンプ２８の駆動による動力損失が相対的に大きくなる傾向にあり、エンジン２の始動性が低下する。その理由は、油温の低下にともないオイルの粘度が相対的に高くなるからである。また、低温時には電動モータＭＧ１に電力を供給する蓄電装置３３の出力が低下するため、エンジン２の始動性が低下する要因となる。

そこで、第１制御例においては、電動モータＭＧ１によりエンジン２を始動するときに、油温センサにより検知された油温が、予め定められた油温th1 以下であるときはクラッチＣ１を解放する制御をおこなう。これに対して、油温センサにより検知された油温が、予め定められた油温th1 を超えるとクラッチＣ１を係合する制御をおこなう。このように、電動モータＭＧ１によりエンジン２を始動するときに、油温センサにより検知される油温が、予め定められた油温th1 以下であるときはクラッチＣ１が解放されるため、エンジン２の始動時における動力損失を低減することができる。また、クラッチＣ１を解放すれば、エンジン２の動力がオイルポンプ２８の駆動に消費されることがないため、エンジン２の燃費を向上させることができる。さらに、蓄電装置３３の出力が低下する低温時にエンジン２を始動するときに、クラッチＣ１を解放するため、エンジン２の始動に必要な蓄電装置３３の出力を低減できる。したがって、車両１に搭載されたシステム全体の低コスト化につながる。

（第２制御例）
この第２制御例は、車速に基づいてクラッチＣ１の係合および解放を制御するものであり、その具体例を図１のフローチャートに基づいて説明する。まず、車両１が高車速で走行中か否かが判断される（ステップＳ１）。このステップＳ１において高車速か否かの判断基準は、潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量と、リングギヤ２０の回転により掻き上げられるオイル量との関係で定まる値である。例えば、リングリヤ２０の回転数が所定回転数以上であれば、リングギヤ２０の回転により掻き上げられるオイル量により、潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を確保できる。これに対して、リングリヤ２０の回転数が所定回転数未満であれば、リングギヤ２０の回転により掻き上げられるオイル量により、潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を確保できない。なお、車両１の走行時に潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量、および必要なオイル量を確保するためのリングギヤ２０の回転数は実験的に求められている。また、車速が上昇すればリングギヤ２０の回転数も上昇するため、その車速とリングギヤ２０の回転数との関係に基づいて、ステップＳ１の判断に用いるための基準車速が予め求められており、その基準車速が電子制御装置３１に記憶されている。

そして、ステップＳ１で肯定的に判断されるということは、リングギヤ２０が相対的に高回転数で回転しており、リングギヤ２０の回転によりオイルを掻き上ることにより、潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を確保できることを意味する。そこで、ステップＳ１で肯定的に判断された場合はクラッチＣ１を解放する制御をおこない（ステップＳ２）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ２の制御をおこなうと、エンジン２の動力がオイルポンプ２８の駆動に消費されることを回避でき、エンジン２の燃費を向上することができる。

これに対して、ステップＳ１で否定的に判断されるということは、リングギヤ２０の回転により掻き上げられるオイル量では、潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を確保できないことを意味する。そこで、ステップＳ１で否定的に判断された場合は、クラッチＣ１を係合する制御をおこない（ステップＳ３）、この制御ルーチンを終了する。このステップＳ３の制御をおこなうと、エンジントルクによりオイルポンプ２８が駆動され、オイルポンプ２８から吐出されたオイルが潤滑対象部位に供給される。したがって、潤滑対象部位を潤滑するためのオイル量不足を回避できる。このように、図１の制御を実行すると、車両１が高車速で走行するか否かに関わりなく、潤滑対象部位における必要オイル量を、その潤滑対象部位に供給することができるという効果と、車両１が高車速で走行する時に動力損失を低減するという効果とを両立できる。

さらに、この実施例においては、クラッチＣ１は、アクチュエータ３２から外力が与えられていないときに係合される一方、アクチュエータ３２から外力が与えられて解放されるように構成されている。このため、図１のフローチャートのステップＳ３に進みクラッチＣ１を係合する際に、クラッチＣ１の係合遅れによるもたつきを抑制できる。特に、アクチュエータ３２として油圧式アクチュエータを用いている場合は、油圧室の油圧の上昇遅れによるクラッチＣ１の係合速度が相対的に遅くなること（もたつき）を回避できる。また、アクチュエータ３２がフェールして、アクチュエータ３２からクラッチＣ１に外力を与えることができない場合においても、エンジン２の動力でオイルポンプ２８を駆動し、オイルポンプ２８から吐出されたオイルを潤滑対象部位に供給することができる。したがって、車両１の走行中に、潤滑対象部位における必要オイル量を確保することができる。なお、図２に示された潤滑装置においては、第１制御例または第２制御例のうち、いずれか一方を選択して実行可能、あるいは、第１制御例と第２制御例とを切り替えて実行可能であり、第１制御例および第２制御例が同時におこなわれることはない。

一方、この実施例においては、オイルポンプ２８およびクラッチＣ１の外径は、電動モータＭＧ１の外径よりも小さく構成されている。また、電動モータＭＧ１よりもエンジン２から遠い位置にオイルポンプ２８およびクラッチＣ１が配置されている。そして、オイルポンプ２８の一部が配置された突出部３０の上端３０Ａを、サイドメンバ７の下端７Ａよりも下に配置してある。したがって、ケーシング６の一部とサイドメンバ７とが接触（干渉）することを回避できるとともに、車両１に対するトランスアクスルの搭載性が向上している。

つぎに、潤滑装置の他の構成例を図５に基づいて説明する。図５に示された構成において、図２に示された構成と同じ構成部分については図２と同じ符号を付してある。この図２に示された潤滑装置と、図５に示された潤滑装置とを比べると、回転軸線Ａ１に沿った方向において、クラッチＣ１およびオイルポンプ２８の配置位置が異なる。具体的に説明すると、図５に示された潤滑装置においては、回転軸線Ａ１に沿った方向において、クラッチＣ１と電動モータＭＧ１との間にオイルポンプ２８が配置されている。また、オイルポンプ２８の回転軸２８Ａは中空に構成されており、その回転軸２８Ａ内にインプットシャフト１２が配置されている。そして、回転軸線Ａ１に沿った方向で、オイルポンプ２８の配置範囲と、電動モータＭＧ１の配置範囲とが一部で重なっている。また、回転軸線Ａ１に沿った方向で、クラッチＣ１の配置範囲と、電動モータＭＧ１の配置範囲とは重なっていない。さらに、モータ収納部６０の回転軸線Ａ１に沿った方向における端部に連続してリヤカバー２９が形成されており、そのリヤカバー２９が円錐形状（テーパ形状）に構成されている。具体的には、回転軸線Ａ１に沿った方向でケーシング６の外部に向けて突出する向きの形状を有している。つまり、リヤカバー２９は電動モータＭＧ１から離れるに従って、縮径する向きに傾斜している。そして、回転軸線Ａ１に沿った方向で、リヤカバー２９の配置範囲と、サイドメンバ７の配置範囲とが重なっておらず、また、車両１の高さ方向でサイドメンバ７よりも下にリヤカバー２９が配置されている。

この図５に示された車両１および潤滑装置において、図２に示された車両１および潤滑装置と同じ構成部分については、図２と同じ作用効果を得られる。また、図５に示された潤滑装置においても、第１制御例または第２制御例のいずれか一方を選択して実行することができるとともに、第１制御例と第２制御例とを切り替えて実行することができる。なお、図５に示された潤滑装置においても、第１制御例および第２制御例の両方を同時に実行することはない。また、さらに、図５の実施例においては、リヤカバー２９がサイドメンバー７よりも下に配置されている。したがって、リヤカバー２９とサイドメンバ７とが接触すること（干渉）を回避でき、車両１に対するトランスアクスルの搭載性が向上する。

ここで、図１のフローチャートに示された機能的手段と、この発明の構成との対応関係を説明すると、ステップＳ３が、この発明の第１潤滑手段に相当し、ステップＳ２が、この発明の第２潤滑手段に相当する。また、図２および図３に示された構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、車両１がこの発明の車両に相当し、リングギヤ２０がこの発明の回転部材に相当し、動力分配装置５を構成するギヤ、その他のギヤ同士の噛み合い部分、各種の軸受、電動モータＭＧ１，ＭＧ２などが、この発明の潤滑対象部位に相当し、クラッチＣ１が、この発明のクラッチに相当し、エンジン２が、この発明の動力源に相当し、オイルポンプ２８が、この発明のオイルポンプに相当し、オイル溜まり２７が、この発明のオイル溜まりに相当し、駆動輪４が、この発明の駆動輪に相当し、アクチュエータ３２が、この発明のアクチュエータに相当し、サイドメンバ７が、この発明のサイドメンバに相当する。さらに、キャリヤ１１が、この発明の入力要素に相当し、リングギヤ９が、この発明の出力要素に相当し、サンギヤ８が、この発明の反力要素に相当し、電動モータＭＧ１が、この発明の電動モータに相当し、出力軸１４Ａが、この発明の出力軸に相当し、動力分配装置５が、この発明の無段変速機に相当し、回転軸線Ａ１が、この発明の回転軸線に相当し、ケーシング６が、この発明のケーシングに相当し、モータ収納部６０が、この発明の第１収納部に相当し、図２に示された円筒部３０、および図５に示されたリヤカバー２９が、この発明の第２収納部に相当する。

この発明においては、回転軸線と垂直な平面内で、回転軸線を中心とする第１収納部および第２収納部の形状は、円形であってもよいし、円形でなくてもよい。つまり、第１収納部の外接円よりも第２収納部の外接円の方が小さければよい。また、図２および図５の実施例においては、オイルポンプまたはクラッチのうちの一方が第２収納部に配置されているが、オイルポンプおよびクラッチの両方が第２収納部に配置されていてもよい。また、図２および図５に示された車両においては、動力分配装置としてシングルピニオン型の遊星歯車機構が示されているが、ダブルピニオン型の遊星歯車機構を用いることも可能である。さらに、動力分配装置は遊星歯車機構に代えて遊星ローラ機構を用いてもよい。つまり、動力分配装置は、入力要素および反力および出力要素が相互に相対回転できるように構成された無段変速機であればよい。

さらに、電動モータＭＧ２に代えて他の動力源、例えば、フライホイール、油圧モータを用いた車両においても、この発明の潤滑装置を適用できる。さらに、請求項１の発明および請求項２の発明については、動力源の出力軸が車両の前後方向に沿った回転軸線を中心として回転可能に配置されている構成の車両にも適用可能である。さらに、請求項１の発明および請求項２の発明については、動力源として、エンジンまたは電動モータまたはフライホイールのうち、少なくとも１つを備えた車両であればよい。つまり、請求項１または請求項２の発明については、動力源の種類は単数または複数のいずれでもよい。さらにまた、請求項１の発明および請求項２の発明については、動力源の出力軸が車両の前後方向に沿った回転軸線を中心として回転可能に配置されている構成の車両にも適用可能である。この発明において、オイルを掻き上げる回転部材にはギヤの他に、プーリ、回転部材同士を連結するコネクティングドラム、スプロケットなどが含まれる。さらに、この発明におけるクラッチには摩擦式クラッチの他に、噛み合いクラッチが含まれる。つまり、クラッチは動力の伝達および遮断ができる構成であればよい。

１…車両、 ２…エンジン、 ４…駆動輪、 ５…動力分配装置、 ６…ケーシング、 ７…サイドメンバ、 ８…サンギヤ、 ９…リングギヤ、 １１…キャリヤ、 １４Ａ…出力軸、 ２０…リングギヤ、 ２７…オイル溜まり、 ２８…オイルポンプ、 ２９…リヤカバー、 ３０…円筒部、 ３２…アクチュエータ、 ６０…モータ収納部、 Ａ１…回転軸線、 Ｃ１…クラッチ、 ＭＧ１…電動モータ。

Claims (2)

1. 車両の動力源から駆動輪に動力を伝達する際に、オイルによる潤滑または冷却が必要となる潤滑対象部位と、この潤滑対象部位を潤滑または冷却するオイルが溜められたオイル溜まりと、このオイル溜まりに浸漬され、かつ、前記動力源の動力により回転して前記オイル溜まりのオイルを掻き上げて潤滑対象部位に供給する回転部材と、前記動力源の動力により駆動され、かつ、前記オイル溜まりのオイルを吸入し前記潤滑対象部位に吐出するオイルポンプと、前記動力源と前記オイルポンプとの間の動力伝達経路を接続および遮断するクラッチとを備えた潤滑装置において、
   前記車両は、前記動力源のトルクが伝達される入力要素と、前記駆動輪と動力伝達可能に接続された出力要素と、前記入力要素に入力されるトルクの反力を受け持つ反力要素と、この反力要素に接続された電動モータと、この電動モータの回転数を制御することにより前記入力要素と前記出力要素との間の変速比を無段階に変更可能な無段変速機と、前記動力源を支持する車体に前記車両の前後方向に沿って設けられたサイドメンバとを備え、かつ、前記電動モータの出力軸と前記オイルポンプの回転軸と前記クラッチとは同一の回転軸線上に配置されているとともに、この回転軸線が前記車両の左右方向に沿って配置されており、前記オイルポンプと前記クラッチとは前記回転軸線に沿った方向で異なる位置に配置されており、前記回転軸線を中心とする半径方向で、前記オイルポンプの外周端および前記クラッチの外周端よりも前記電動モータの外周端の方が外側に配置されており、前記回転軸線に沿った方向で、前記電動モータの配置範囲の外側に前記オイルポンプまたは前記クラッチの少なくとも一部が配置されており、前記電動モータおよび前記オイルポンプおよび前記クラッチが収納されたケーシングに、前記電動モータが配置された第１収納部と、この第１収納部に連続して形成されるとともに前記オイルポンプまたは前記クラッチの少なくとも一方が配置された第２収納部とが、前記回転軸線に沿った方向で異なる位置に設けられており、前記回転軸線を中心とする第１収納部の外接円よりも、前記回転軸線を中心とする第２収納部の外接円の方が小さくなるように構成されており、前記車両の高さ方向で前記第２収納部の上端が前記サイドメンバの下端よりも下に配置されており、
   前記車両が相対的に低速で走行し、かつ、前記回転部材の回転により前記オイル溜まりから掻き上げられるオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑している際に、前記回転部材の回転数が前記潤滑対象部位を潤滑するために必要なオイル量を掻き上げる所定回転数未満である場合に、前記クラッチを係合させることにより、前記動力源の動力によりオイルポンプを駆動させ、そのオイルポンプから吐出されたオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑する第１の潤滑手段と、
   前記車両が相対的に高速で走行し、かつ、前記回転部材の回転により前記オイル溜まりから掻き上げられるオイルにより前記潤滑対象部位を潤滑する際に、前記回転部材の回転数が前記所定回転数以上である場合に、前記クラッチを解放して前記オイルポンプを停止させる第２の潤滑手段と
   を備えていることを特徴とする潤滑装置。
2. 前記クラッチに外力を与えてその係合および解放を制御するアクチュエータが設けられており、前記クラッチは、前記アクチュエータから与えられる外力が相対的に高められると解放される一方、前記アクチュエータから与えられる外力が相対的に低下すると係合されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の潤滑装置。

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